對(duì)于傳統(tǒng)筆電本電腦的適配器而言，大塊頭是多年來一直無法擺脫夢(mèng)魘，尤其是游戲本電源。直到氮化鎵技術(shù)正式商用，這種現(xiàn)象才逐漸得以改善，讓小體積、大功率成為可能。

近日，業(yè)內(nèi)知名碳化硅器件原廠美浦森推出了一套230W的碳化硅+氮化鎵電源參考設(shè)計(jì)，其功率密度達(dá)到了1.47W/cm3，相較于傳統(tǒng)電源而言，體積縮小一半。為大功率游戲本電源提供了更加輕巧、便攜快充充電器方案。

一、美浦森230W碳化硅+氮化鎵電源方案外觀

美浦森230W 碳化硅+氮化鎵電源方案基于單塊PCB板開發(fā)，并且預(yù)留了折疊插腳的空間。正面結(jié)構(gòu)清晰，主要分布著電容、電感、整流橋、變壓器等插件元器件，其中高壓濾波電解電容橫向放置，降低整套方案的厚度；另有一根接地導(dǎo)線橫跨初級(jí)和次級(jí)。

次級(jí)側(cè)元器件布局相對(duì)較少，輸出采用了四顆固態(tài)電容以及一顆電感濾波。

 

該套電源方案基于PFC+LLC高性能電源架構(gòu)開發(fā)，在其中的PFC升壓部分，采用了一顆美浦森的碳化硅二極管，用于升壓后的整流。此外還采用了四顆氮化鎵功率器件，分別用于PFC升壓和LLC半橋。

尺寸方面，實(shí)測整套方案的PCB板的長度約為97.86mm。

寬度約為67.82mm。

厚度約為23.5mm。經(jīng)計(jì)算該方案的體積約為155.82cm3，功率密度1.47W/cm3。

 

二、美浦森230W碳化硅+氮化鎵電源方案核心器件

 

美浦森230W 碳化硅+氮化鎵電源方案采用了一顆恩智浦的LLC+PFC合封控制芯，型號(hào)TEA2016AAT，該芯片內(nèi)置數(shù)字架構(gòu)控制，簡化了設(shè)計(jì)的同時(shí)減少外圍元件數(shù)量，同時(shí)也內(nèi)置多重完善的保護(hù)功能。

兩顆英諾賽科INN650D02氮化鎵功率器件，用作PFC升壓開關(guān)管。該器件額定耐壓為650V，峰值耐壓750V，導(dǎo)阻低至0.2Ω，符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)應(yīng)用要求，支持ESD保護(hù)，支持開爾文源極嗎，最高工作溫度150℃。

PFC升壓整流管為美浦森 MSM06065G1碳化硅二極管，采用DFN5*6封裝，超薄封裝節(jié)省體積，適用于高功率密度的大功率氮化鎵適配器中。

美浦森MSM06065G1碳化硅二極管耐壓650V，150℃連續(xù)正向電流6A，工作溫度范圍-55到175℃，正向壓降1.3V，并具有正溫度系數(shù)特性，可直接并聯(lián)使用。可應(yīng)用于開關(guān)電源，功率因數(shù)校正，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和PD電源應(yīng)用。

另外還采用了兩顆英諾賽科INN650DA260A，在此方案中作為LLC半橋。這是英諾賽科第二代氮化鎵功率器件，同時(shí)也是一款高性價(jià)比、耐壓650V的氮化鎵高壓單管，瞬態(tài)耐壓750V，得益于工藝改進(jìn)，相比英諾賽科之前的氮化鎵器件，性能有明顯的提升，適用于65-120W的反激架構(gòu)，120-200W的LLC架構(gòu)。

同步整流控制器采用恩智浦TEA2095，外置兩顆同步整流MOS管。

 

充電頭網(wǎng)總結(jié)

 

得益于碳化硅和氮化鎵技術(shù)在消費(fèi)類電源市場的迅速應(yīng)用，百瓦以內(nèi)的USB PD快充電源，在產(chǎn)品體積和輸出功率方面做到了極致的均衡，目前也有眾多手機(jī)和筆電廠商推出了百瓦碳化硅+氮化鎵快充電源，便攜性和效率大幅提升。

 

在適用于游戲本充電的200W、300W大功率領(lǐng)域，目前成熟的方案相對(duì)較少，美浦森這套230W碳化硅+氮化鎵電源方案完美解決了游戲本用于對(duì)于電源的困擾。

 

據(jù)了解，除了該方案應(yīng)用到的碳化硅二極管外，美浦森還有TO252、DFN8*8等封裝的碳化硅二極管器件，以及100V/120V應(yīng)用于同步整流、30V應(yīng)用于Vbus等中低壓產(chǎn)品，以滿足不同廠商的選型需求，并已經(jīng)在各大廠商百瓦充電頭已經(jīng)廣泛應(yīng)用，如：綠聯(lián)100W氮化鎵四口桌面充、摩米士100W 2A2C氮化鎵快充、REMAX 100W四口氮化鎵快充 、安述240W氮化鎵+碳化硅適配器、SPRUCE 140W 3C1A無線充二合一充電座等。